今年8月24日即將出臺的新法規(guī)要求對含有二異氰酸酯的材料進行施工培訓,這引起了人們對聚氨酯粘合劑的關注。這些材料由于成本合理、粘附性好、抗剝離強度高和耐沖擊性好,在工業(yè)設施中被廣泛用于粘合金屬、塑料甚至玻璃。
聚氨酯可用于制造硬質和軟質泡沫,也可用于制造清漆和涂料、粘合劑、灌封化合物和纖維。聚氨酯最常見的用途是泡沫,約占聚氨酯總用量的三分之二。
全球有約6%的聚氨酯用于粘合劑,另有3%用于密封膠。聚氨酯粘合劑有單組分(1K)和雙組分(2K)兩種配方,兩種類型的基本化學反應相同。它們通常是熱固性材料,但還有另外一種是聚氨酯熱塑性熱熔膠,它通常是聚酯基的。
聚氨酯粘合劑的優(yōu)點
聚氨酯粘合劑對各種材料都有極佳的粘附性--它們能很好地粘合塑料、金屬和合成材料。聚氨酯粘合劑的表面能低于環(huán)氧樹脂粘合劑,因此在塑料基材上具有更好的潤濕性和粘附性。聚氨酯粘合劑的種類繁多--它們可以配制成不同的固化壽命,而粘度等級則可以從自流平到不坍落漿,固化等級從非常軟到非常硬。
聚氨酯粘合劑具有良好的性能特點:韌性極強,抗剝離強度高,適用于縫隙填充。由于它們耐沖擊、耐溶劑、耐氣候和耐磨損,因此在戶外應用中很受歡迎。重要的是,它們是成本相對較低的材料,易于涂抹和固化(通常,這些粘合劑在室溫下固化,但加熱可加速固化過程)。為了達到最佳效果,制造商需要以正確的比例進行充分的混合。
聚氨酯化學成分
聚氨酯是由異氰酸酯(一種高活性、低分子量的化學品)和多元醇(含有多個羥基的有機化合物)反應而成。其他成分包括用于著色的顏料、用于機械加固和降低總成本的填料、用于增加柔韌性的增塑劑、用于降低燃燒性和燃燒時產生的煙霧的阻燃劑和抑煙劑,以及用于減少降解的紫外線吸收劑和抗氧化劑。
多元醇和異氰酸酯都具有吸濕性,會與濕氣發(fā)生反應,工業(yè)用戶必須了解這一點。如果異氰酸酯與水發(fā)生反應,就會形成不穩(wěn)定的氨基甲酸,分解后形成尿素和二氧化碳氣體。因此,混合時夾帶的潮濕空氣會導致起泡或氣泡的形成,這可能會影響美觀。如果希望發(fā)泡,選擇適當的催化劑可以抑制或促進反應。
異氰酸酯和安全性
聚氨酯粘合劑中最廣泛使用的異氰酸酯是二異氰酸酯,它有兩個異氰酸酯基團。聚氨酯膠粘劑中使用的二異氰酸酯主要有兩種:甲苯二異氰酸酯(TDI)和亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)。在聚氨酯粘合劑中,它們在反應過程中會被用完,這意味著在完成或固化的材料中幾乎不存在二異氰酸酯。
它們的化學反應性意味著在固化前處理聚氨酯粘合劑時接觸異氰酸酯會帶來一些健康風險,包括刺激皮膚和粘膜、胸悶和呼吸困難。有害接觸的主要潛在影響是職業(yè)性哮喘和其他肺部問題,以及眼睛、鼻腔、喉嚨和皮膚的刺激。此外,異氰酸酯還包括被歸類為潛在人類致癌化合物,現已知它可以導致動物得癌癥。
新的限制
經歐洲議會審查后,關于脂肪族和芳香族二異氰酸酯的REACH限制(在英國繼續(xù)適用)于2020年8月4日公布,并于2020年8月24日生效。這些限制意味著,從2023年8月24日起,所有使用單體二異氰酸酯總濃度大于0.1%的產品的專業(yè)和工業(yè)用戶都必須接受培訓。
與任何化學品一樣,如果按照相關的風險管理和健康安全措施進行處理,二異氰酸酯是安全的。這些限制措施的目的是確保做到這一點,從而將工作場所和整個供應鏈中因接觸二異氰酸酯而引起的不良影響降至最低。
該限制要求粘合劑和密封劑制造商向最終用戶提供有關安全使用二異氰酸酯的培訓信息,并從2022年2月24日起,確保所有需要進行安全培訓的聚氨酯產品都標有以下聲明:自2023年8月24日起,在工業(yè)或專業(yè)領域使用該產品之前,必須進行適當的培訓。
根據新要求,雇主有責任為所有接觸含二異氰酸酯物質的員工提供適當的培訓。培訓形式未作規(guī)定,許多培訓課程可在網上免費或低價獲取。歐洲粘合劑和密封劑行業(yè)協會 (FEICA) 為其成員及其客戶的培訓提供資金支持,形式是提供優(yōu)惠券代碼,使與聚氨酯粘合劑和密封劑應用相關的培訓材料可以免費獲得。
除了提供培訓外,雇主還必須收集成功完成培訓計劃的證據,例如證書日志。培訓證書有效期為五年,五年后需要更新。
替代方式
工業(yè)用戶的另一種選擇是指定使用二異氰酸酯單體總濃度小于0.1%的聚氨酯粘合劑。目前,有一些基于微排放技術的新型先進聚氨酯粘合劑材料,如果指定使用這些產品,則無需進行培訓,從而幫助企業(yè)避免了與新的強制培訓相關的成本、管理和時間負擔,同時確保了高標準的健康與安全(H&S)。
重要的是,這些新材料保留了聚氨酯的所有優(yōu)點,即具有良好的附著力、快速固化和良好的耐環(huán)境性。微排放產品甚至可能因健康和安全帶來額外的經濟效益——因為它們的排放量非常低,標簽上的警告圖標可能更少。
8月24日即將來臨,聚氨酯的工業(yè)用戶需要做出決定,是培訓團隊還是采用新的微排放技術。在優(yōu)先考慮員工安全的前提下,無論哪種方法都能使制造商保持生產力。